(57)【要約】【課題】X線CT装置またはX線CT透視装置において、低被曝の断層像撮影あるいはX線CT透視撮影を実現する。【解決手段】チャネル方向のX線コリメータまたはビーム形成X線フィルタをチャネル方向に位置制御し、関心領域のみにX線が照射されるようにしてX線データ収集を行う。X線投影データのうち被検体の全体を照射しているビューまたはスカウト像より、被検体全体のプロファイル面積を得るか、または被検体全体のプロファイル面積を予想する。X線データ収集した投影データのうち被検体の全体を照射していないビューは、被検体全体のプロファイル面積より欠けた部分を予測し補正して画像再構成を行う。これにより、関心領域にのみX線照射してX線CT装置の断層像撮影の被検体のX線被曝またはX線CT透視撮影における被検体のX線被曝と穿刺する術者の手のX線被曝を低減できる。【選択図】図3
2007135658.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
X線発生装置と、相対してX線を検出する多列X線検出器とを、その間にある回転中心のまわりに回転運動をさせながら、その間にある被検体を透過したX線投影データを収集するX線データ収集手段、
そのX線データ収集手段から収集された投影データを画像再構成する画像再構成手段、
画像再構成された断層像を表示する画像表示手段、
断層像撮影の各種撮影条件を設定する撮影条件設定手段、
とからなるX線CT装置において、
一部のチャネルが欠如している、またはS／Nが劣化しているX線投影データを補正して画像再構成を行う画像再構成手段
を持つことを特徴とするX線CT装置。
【請求項２】
請求項1のX線CT装置において、
一部のチャネルが欠如している、またはS／Nが劣化しているX線投影データを補正する際に、X線投影データが欠如していないビューの投影データを用いる画像再構成手段
を持つことを特徴とするX線CT装置。
【請求項３】
請求項1または請求項2のいずれかのX線CT装置において、
一部のチャネルが欠如している、またはS／Nが劣化しているX線投影データを補正する際に、X線投影データが欠如していないビューの投影データの特徴パラメータを用いる画像再構成手段
を持つことを特徴とするX線CT装置。
【請求項４】
請求項1のX線CT装置において、
一部のチャネルが欠如している、またはS／Nが劣化しているX線投影データを補正する際に、スカウト像を用いる画像再構成手段
を持つことを特徴とするX線CT装置。
【請求項５】
請求項1または請求項4のいずれかのX線CT装置において、
一部のチャネルが欠如している、またはS／Nが劣化しているX線投影データを補正する際に、スカウト像の特徴パラメータを用いる画像再構成手段
を持つことを特徴とするX線CT装置。
【請求項６】
請求項3または請求項5のいずれかのX線CT装置において、
特徴パラメータはプロファイル面積を含んでいる画像再構成手段
を持つことを特徴とするX線CT装置。
【請求項７】
請求項1から請求項6までのいずれかのX線CT装置において、
投影データの一部のチャネルの欠如はチャネル方向のX線コリメータに起因したX線データ収集手段、
チャネル方向のX線コリメータの位置情報に基いて収集されたX線投影データの補正量を求めて、X線投影データを補正して画像再構成を行う画像再構成手段
を持つことを特徴とするX線CT装置。
【請求項８】
請求項1から請求項6までのいずれかのX線CT装置において、
投影データの一部のチャネルの欠如またはS／Nの劣化は、ビーム形成X線フィルタに起因したX線データ収集手段
ビーム形成X線フィルタの位置情報に基いて収集されたX線投影データの補正量を求めて、X線投影データを補正して画像再構成を行う画像再構成手段
を持つことを特徴とするX線CT装置。
【請求項９】
請求項1から請求項8までのいずれかのX線CT装置において、
スカウト像のプロファイル面積あるいは一部のチャネルが欠如していないビューのX線投影データのプロファイル面積の情報を用いて、各ビューのX線投影データのプロファイル面積が一定になるように、欠如したまたはS／Nの劣化した一部のチャネルのX線投影データを補正して付加する画像再構成手段
を持つことを特徴とするX線CT装置。
【請求項１０】
請求項1から請求項9までのいずれかのX線CT装置において、
撮影したい関心領域を設定する撮影条件設定手段、
撮影したい関心領域の位置とスカウト像、または一部のチャネルが欠如していないビューのX線投影データのプロファイル面積との位置関係により、付加するX線投影データの位置とプロファイル面積量を変える画像再構成手段
を持つことを特徴とするX線CT装置。
【請求項１１】
請求項10のX線CT装置において、
X線投影データ収集を行う間に撮影したい関心領域をチャネル方向に追跡（トラッキング）するチャネル方向X線コリメータまたはビーム形成X線フィルタのうち、少なくとも1つを持つX線データ収集手段
を持つことを特徴とするX線CT装置。
【請求項１２】
請求項11のX線CT装置において、
あらかじめ設定された撮影したい被検体の部位の関心領域が各ビューまたは一定間隔のビューごとに、チャネル位置またはチャネル方向の開口幅のうちの少なくとも1つをあらかじめ計算して求め、その求められたチャネル位置、チャネル開口幅に合わせてチャネル方向X線コリメータまたはビーム形成X線フィルタのうち、少なくとも1つをフィードフォワード制御するX線データ収集手段
を持つことを特徴とするX線CT装置。
【請求項１３】
請求項11のX線CT装置において、
各ビューまたは一定間隔のビューごとにX線検出器の出力を見て、チャネル方向X線コリメータまたはビーム形成X線フィルタのうち、少なくとも1つが正しいチャネル方向位置、および正しいチャネル方向開口幅になっているかを測定し、設定値と測定値のずれ量をフィードバック制御するX線データ収集手段
を持つことを特徴とするX線CT装置。
【請求項１４】
請求項12または請求項13のいずれかのX線CT装置において、
スカウトのプロファイル面積あるいは一部のチャネルが欠如していないビューのX線投影データのプロファイル面積の情報を用いて、各ビューのX線投影データのプロファイル面積が一定になるように、チャネル方向の開口幅の外側のチャネルに欠如した、またはS／Nの劣化した一部チャネルのX線投影データを補正して付加する画像再構成手段
を持つことを特徴とするX線CT装置。
【請求項１５】
請求項1から請求項14までのいずれかのX線CT装置におけるX線CT撮影方法を用いることを特徴としたX線CT透視装置。
【請求項１６】
請求項15のX線CT透視装置において、
チャネル方向X線コリメータまたはビーム形成X線フィルタをチャネル方向の中心部または中心部近傍に固定して、画像再構成領域の中心部を関心領域として被検体の部位の関心領域を画像再構成領域の中心部に合わせて低被曝を実現するX線CT透視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、X線CT（Computed Tomography）撮影方法、およびX線CT装置に関し、チャネルの一部が欠如した投影データまたはX線を透過しにくい物質（金属など）を含んだ投影データのX線CT画像再構成方法、およびX線CT装置に関する。または、低被曝を実現できるようにしたチャネル方向のコリメータにより、データ収集される投影データのX線CT画像再構成方法、およびX線CT装置に関する。
【０００２】
または、術者の手のX線被曝を低減したX線CT透視画像再構成方法、およびX線CT透視装置に関する。
X線CTの患者被曝線量に対する低被曝化の要求は高まっている。低被曝を実現するためには、低被曝効果は少しずつでも低被曝化の技術を積み重ねることで大きな低被曝化を実現しようとしている。また、X線CT透視における術者の穿刺時の手の被曝に対する低被曝化の要求も高まっている。
【０００３】
本特許では、スカウト像、またはチャネル方向にX線投影データが欠如していないビューのX線投影データから得られる特徴パラメータの1つである、“再構成視野の全てのプロファイル面積情報”を用いることにより、チャネル方向X線コリメータ、またはビーム形成X線フィルタにより関心領域にのみX線を照射させて一部のチャネルの欠けたX線投影データの足りない部分を付加して補正しながら、“再構成視野に存在する物体領域全てにX線を当てずに一部分にのみX線を当てて画像再構成する”という画像再構成の原理に矛盾しつつも、チャネル方向に欠けたプロファイル面積を適切に予測してその投影データを補い、画像再構成を試みる技術に関するものである。
【０００４】
または、X線投影データの一部のチャネルにおいて、極端にS／Nが劣化している場合にも、同様の技術を用いて劣化したX線投影データを補い、適切に画像再構成を行う技術に関するものである。
【０００５】
本特許では、被検体の関心領域の最小限のエリアにだけX線を照射するようなコリメータまたはビーム形成X線フィルタのチャネル方向位置制御または開口幅制御を行ない、画像再構成を適切に補正して行なえるかが課題である。
【背景技術】
【０００６】
従来は、チャネル方向に欠如した投影データまたはX線を透過しにくい物質（金属など）を含んだS／Nの劣化したX線投影データであった場合は、被検体の断面はすべて撮影領域に入れられないため、または被検体の断面に相当したX線投影データが得られないため断層像のX線投影データの矛盾が生じていた。このため、被検体の関心のない部位にもX線を照射して、被検体の断面はすべて撮影領域に入れていた。このため、関心領域にのみX線を照射するような被曝低減は困難であった。また関心領域のみにX線を照射させるチャネル方向に移動可能なチャネル方向コリメータは存在していなかった。またはビーム形成X線フィルタにより関心領域を中心にX線を照射し、その周辺にはあまりX線を照射させない方法も知られていなかった。
【０００７】
従来、図2のようにX線検出器の全チャネルにX線を照射し、画像再構成領域の断層像を得ていたX線CT装置が通常であった。下記の参考文献に通常のX線断層撮影の例がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
この特許は、多列X線検出器を用いたX線CT装置において、撮影テーブルの進行方向であるz方向(スライス厚方向)のX線コリメータをトラッキング(追跡)させてz方向の適正な位置にX線ビームが照射されるように制御するものである。
【特許文献１】特開2000-152925号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、この場合、撮影したい部位がxy平面である断層像の撮影視野の一部でしかない場合も、断層像内の被検体の全領域にX線を照射していた。例えば、片肺のみまたは心臓のみを断層撮影したい場合でも、心臓を含めた両肺にX線を照射していた。
【００１０】
このため、本発明においては、チャネル方向に投影データが欠如してしまった場合にも投影データを補正して画像再構成を行ない、よりよい画質の断層像を得られるX線CT装置を実現することを目的とする。
【００１１】
また、別の目的としては、撮影したい部位の関心領域のみにX線を照射するチャネル方向X線コリメータまたはビーム形成X線フィルタのうち少なくとも1つを設けて、撮影部位の関心領域を追跡（トラッキング）して必要のない領域にはX線を照射しないで、または照射を少なくして断層像撮影を行ない、欠如したまたはS／Nの劣化した部分の投影データは、スカウト像またはチャネル方向のX線投影データの欠如またはS／Nの劣化のない投影データのプロファイル面積を1例とする特徴パラメータから予測して補正し、低被曝撮影を行えるX線CT装置を実現することを目的とする。
【００１２】
また、別の目的としては、上記チャネル方向X線コリメータまたはビーム形成X線フィルタによりX線照射領域を制限し、X線CT透視撮影時の穿刺を行う術者の被曝を低減させる、特に術者の手の被曝を低減させるX線CT透視装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
そこで本発明では、チャネル方向のX線コリメータを撮影したい部位のみにX線を当てるように制御するには、X線検出器の出力を監視しながらチャネル方向のX線コリメータのX線の位置・開口幅をフィードバック制御して関心領域のみにX線が照射されるようにしてもよいし、またはあらかじめわかっている撮影したい撮影部位が各ビュー位置ごとにどこに来るか計算し、その位置にチャネル方向のX線コリメータのX線の幅・位置をフィードフォワード制御して関心領域のみにX線が照射されるようにしてもよい。この時に、得られたX線投影データは断層像面の被検体の存在する全エリアを透視していないため、投影データの一部分が欠けている。このため、撮影したい部位の関心領域の断層像の画質を改善するには欠けた投影データの部分のプロファイル面積を1例とする特徴パラメータを用いてX線投影データを予測して、付加・補正した後に画像再構成する必要がある。
【００１４】
この投影データの予測のためには、スカウトスキャンを行った際に断層像を得たい各々のz座標、撮影位置のスカウト像プロファイルより、被検体のあるz座標位置の全撮影視野に相当するプロファイル面積を求めておく。この全撮影視野のプロファイル面積と、チャネル方向にコリメータ制御されたX線投影データのプロファイル面積との差も求めておく。この差がチャネル方向X線コリメータで制限されたエリアの投影データに映っていない部分に相当し、チャネル方向にコリメータ制御された投影データにこの分を補正して付加する。補正された投影データを画像再構成することで撮影したい部位の断層像のアーチファクト、部分的または全体的なCT値上昇・下降などを防いで、通常の画質の断層像を得ることができる。
【００１５】
また、チャネル方向X線コリメータの代わりにビーム形成X線フィルタ（ウェッジフィルタ、付加フィルタ、ボータイフィルタなどとも呼ばれる）により、関心領域のみにX線が多く照射され、それ以外の領域にはX線があまり照射されないようにした場合も同様な補正が行え、適切な断層像が得られる。
【００１６】
また、上記撮影方法および画像再構成方法をX線CT透視装置に用いることにより、被検体の被曝低減は勿論のこと、術者が穿刺する際の術者の手のX線被曝線量を低減することができる。この場合は、X線照射の関心領域に術者の手を入れないように設定すればよい。
【００１７】
第1の観点では、本発明は、X線発生装置と、相対してX線を検出する多列X線検出器とを、その間にある回転中心のまわりに回転運動をさせながら、その間にある被検体を透過したX線投影データを収集するX線データ収集手段、そのX線データ収集手段から収集された投影データを画像再構成する画像再構成手段、画像再構成された断層像を表示する画像表示手段、断層像撮影の各種撮影条件を設定する撮影条件設定手段、とからなるX線CT装置において、一部のチャネルが欠如している、またはS／Nが劣化しているX線投影データを補正して画像再構成を行う画像再構成手段を持つことを特徴とするX線CT装置を提供する。
【００１８】
上記第1の観点におけるX線CT装置では、X線CT装置の撮影視野内に被検体が入り切っていた場合は、通常平行ビームの場合は全プロファイル面積は一定である。
また、ファンビームの場合でも近似的に一定であると言える。
【００１９】
このような、X線CT装置の特性を利用して一部のチャネルが欠如またはS／Nが劣化している場合でも、画像再構成時にX線投影データを付加して補正した後に画像再構成をすることができる。
【００２０】
第2の観点では、本発明は、第1の観点のX線CT装置において、一部のチャネルが欠如している、またはS／Nが劣化しているX線投影データを補正する際に、X線投影データが欠如していないビューの投影データを用いる画像再構成手段を持つことを特徴とするX線CT装置を提供する。
【００２１】
上記第2の観点におけるX線CT装置では、第1の観点に加えて、被検体が円形ではなく楕円形状または楕円形状に近似できる場合は、チャネル方向のX線ビームの開口幅がある程度充分にあれば、一部のビュー方向においてはX線投影データがチャネル方向に欠如しない、またはS／Nが劣化しないで収集できる。このX線投影データを用いて、一部のチャネルが欠如またはS／Nが劣化している場合でも、画像再構成時にX線投影データを付加して補正した後に画像再構成をすることができる。
【００２２】
第3の観点では、本発明は、第1または第2のいずれかの観点のX線CT装置において、一部のチャネルが欠如している、またはS／Nが劣化しているX線投影データを補正する際に、X線投影データが欠如していないビューの投影データの特徴パラメータを用いる画像再構成手段を持つことを特徴とするX線CT装置を提供する。
【００２３】
上記第3の観点におけるX線CT装置では、第1，第2の観点に加えて、被検体が円形でなく楕円形状または楕円形状に近似できる場合は、チャネル方向のX線ビームの開口幅がある程度充分にあれば、一部のビュー方向においてはX線投影データがチャネル方向に欠如しない、またはS／Nが劣化しないで収集できれば、そのX線投影データのプロファイル面積などの特徴パラメータを求められる。この特徴パラメータを用いることにより、一部のチャネルが欠如またはS／Nが劣化している場合でも、画像再構成時にX線投影データを付加して補正した後に画像再構成をすることができる。
【００２４】
第4の観点では、本発明は、第1の観点のX線CT装置において、一部のチャネルが欠如している、またはS／Nが劣化しているX線投影データを補正する際に、スカウト像を用いる画像再構成手段を持つことを特徴とするX線CT装置を提供する。
【００２５】
上記第4の観点におけるX線CT装置では、第1の観点に加えて、被検体のスカウト像を用いて被検体の全プロファイル面積を知ることができる。通常スカウト像は0度方向または90度方向の少なくとも1方向もしくは2方向より収集される。通常スカウト像では被検体の全体が撮影できるように配置するため、被検体の全プロファイル面積を知ることができる。このスカウト像を用いて一部のチャネルが欠如またはS／Nが劣化している場合でも、画像再構成時にX線投影データを付加して補正した後に画像再構成をすることができる。
【００２６】
第5の観点では、本発明は、第1または第4のいずれかの観点のX線CT装置において、一部のチャネルが欠如している、またはS／Nが劣化しているX線投影データを補正する際に、スカウト像の特徴パラメータを用いる画像再構成手段を持つことを特徴とするX線CT装置を提供する。
【００２７】
上記第5の観点におけるX線CT装置では、第1，第4の観点に加えて、0度方向または90度方向の少なくとも1方向または、その他の方向の被検体のスカウト像が収集できていれば、被検体を撮影したいz方向位置におけるX線投影データが得られて、そのX線投影データのプロファイル面積などの特徴パラメータを求められる。この特徴パラメータを用いることにより、一部のチャネルが欠如またはS／Nが劣化している場合でも、画像再構成時にX線投影データを付加して補正した後に画像再構成をすることができる。
【００２８】
第6の観点では、本発明は、第3または第5のいずれかの観点のX線CT装置において、特徴パラメータはプロファイル面積を含んでいる画像再構成手段を持つことを特徴とするX線CT装置を提供する。
【００２９】
上記第6の観点におけるX線CT装置では、被検体のスカウト像の0度方向または90度方向の少なくとも1方向または、その他の方向のスカウト像より、被検体の撮影したいz方向位置の被検体のX線投影データを得られ、そのプロファイル面積を得られる。また、被検体が円形でなく楕円形状または楕円形状に近似できる場合は、チャネル方向のX線ビームの開口幅がある程度充分にあれば、一部のビュー方向においてはX線投影データがチャネル方向に欠如しない、またはS／Nが劣化しないで被検体のX線投影データを得られ、そのプロファイル面積を得られる。X線CT装置の撮影視野内に被検体が入り切っていた場合は通常、平行ビームの場合、全プロファイル面積は一定である。ファンビームの場合でも近似的に一定であることが言える。このため、スカウトスキャンで得た全プロファイル面積に基づき、チャネル方向X線コリメータで得られた投影データで欠如している投影データの部分を予測して補うことができ、撮影したい部位・エリア内については正しい断層像を得ることができる。また、投影データの一部のチャネルが欠如している原因がX線検出器のチャネル抜け、または故障に起因していても補正し、画像再構成できる。また、投影データが断層像内に存在するX線を透過しにくい物質（金属など）に起因して一部のチャネルのデータが欠如しているか、ノイズが多い状態になっていても、プロファイル面積を維持する滑らかな投影データに置き換えて補正できれば、よりよい画質で画像再構成できる。
【００３０】
第7の観点では、本発明は、第1から第6までのいずれかの観点のX線CT装置において、投影データの一部のチャネルの欠如はチャネル方向のX線コリメータに起因したX線データ収集手段、チャネル方向のX線コリメータの位置情報に基いて収集されたX線投影データの補正量を求めて、X線投影データを補正して画像再構成を行う画像再構成手段を持つことを特徴とするX線CT装置を提供する。
【００３１】
上記第7の観点におけるX線CT装置では、チャネル方向X線コリメータを持つことにより、関心のない領域にX線を照射しない、つまり、チャネル方向に不必要なX線照射を減らすことで、X線の低被曝化を実現できる。または、撮影したい部位・エリアのみにX線が照射されるようにチャネル方向X線コリメータを制御してX線照射を最適化できることにより、X線の低被曝を実現できる。
【００３２】
また、画像再構成の方においては上記第1から第13までの観点において、一部のチャネルが欠如またはS／Nが劣化している場合でも、画像再構成時にX線投影データを付加して補正した後に画像再構成をすることができる。
【００３３】
第8の観点では、本発明は、第1から第6までのいずれかの観点のX線CT装置において、投影データの一部のチャネルの欠如またはS／Nの劣化は、ビーム形成X線フィルタに起因したX線データ収集手段、ビーム形成X線フィルタの位置情報に基いて収集されたX線投影データの補正量を求めて、X線投影データを補正して画像再構成を行う画像再構成手段を持つことを特徴とするX線CT装置を提供する。
【００３４】
上記第8の観点におけるX線CT装置では、ビーム形成X線フィルタによってもチャネル方向X線コリメータ同様に、あるチャネル方向のX線ビーム位置を中心にX線の開口幅分だけ関心領域にX線照射が行われる。X線の開口幅の外側ではX線照射量は減少してS／Nは劣化している。このため、スカウト像より得られた被検体のX線投影データ、または被検体の全体のX線プロファイルが入っているX線投影データの欠如またはS／Nの劣化のない、あるビューのX線投影データより得た被検体の全プロファイル面積を用いて、一部のチャネルが欠如またはS／Nが劣化している場合でも、画像再構成時にX線投影データを付加して補正した後に画像再構成をすることができる。
【００３５】
第9の観点では、本発明は、本発明は、第1から第8までのいずれかの観点のX線CT装置において、スカウト像のプロファイル面積あるいは一部のチャネルが欠如していないビューのX線投影データのプロファイル面積の情報を用いて、各ビューのX線投影データのプロファイル面積が一定になるように、欠如したまたはS／Nの劣化した一部のチャネルのX線投影データを補正して付加する画像再構成手段を持つことを特徴とするX線CT装置を提供する。
【００３６】
上記第9の観点におけるX線CT装置では、X線CT装置の撮影視野内に被検体が入り切っていた場合は通常、平行ビームの場合、全プロファイル面積は一定である。ファンビームの場合でも近似的に一定であることが言える。
【００３７】
このため、スカウト像より得られた被検体のX線投影データ、または被検体の全体のX線プロファイルが入っているX線投影データの欠如またはS／Nの劣化のない、あるビューのX線投影データより得た被検体の全プロファイル面積を用いて、各ビュー方向のX線投影データのプロファイル面積を全プロファイル面積に等しく、各ビュー方向において、ほぼ一定になるようにX線投影データを付加して補正することができる。これにより、一部のチャネルが欠如またはS／Nが劣化している場合でも、画像再構成時にX線投影データを付加して補正した後に画像再構成をすることができる。
【００３８】
第10の観点では、本発明は、第1から第9までのいずれかの観点のX線CT装置において、撮影したい関心領域を設定する撮影条件設定手段、撮影したい関心領域の位置とスカウト像、または一部のチャネルが欠如していないビューのX線投影データのプロファイル面積との位置関係により、付加するX線投影データの位置とプロファイル面積量を変える画像再構成手段を持つことを特徴とするX線CT装置を提供する。
【００３９】
上記第10の観点におけるX線CT装置では、第10の観点において、各ビュー方向のX線投影データのプロファイル面積を全プロファイル面積に等しく、各ビュー方向で一定になるように、全プロファイル面積Sよりも、あるビュー方向のX線投影データのプロファイル面積Scの方が小さい場合、S‐ScのX線投影データをScのプロファイルの両側に付加することで、X線投影データを補正できる。
【００４０】
特に、撮影したい関心領域を設定し、その関心領域が全撮影視野の中心にない場合は、X線投影データにおける欠如した、またはS／Nの劣化したプロファイルの部分の範囲がビューの位置に依存して両側で変化する。このため、各ビューごとに付加するX線プロファイルの面積を変化させながら補正する必要がある。
【００４１】
これにより、一部のチャネルが欠如またはS／Nが劣化している場合でも、画像再構成時にX線投影データを付加して補正した後に画像再構成をすることができる。
第11の観点では、本発明は、第10の観点のX線CT装置において、X線投影データ収集を行う間に撮影したい関心領域をチャネル方向に追跡（トラッキング）するチャネル方向X線コリメータまたはビーム形成X線フィルタのうち、少なくとも1つを持つX線データ収集手段を持つことを特徴とするX線CT装置を提供する。
【００４２】
上記第11の観点におけるX線CT装置では、撮影したい関心領域にチャネル方向X線コリメータまたはビーム形成X線フィルタを位置制御、および開口幅制御を行い、X線照射を最小化している。
【００４３】
またこの場合、関心領域の外側にはX線を照射させないかX線照射量を減らしているので、被曝量低減が行える。
第12の観点では、本発明は、第11の観点のX線CT装置において、あらかじめ設定された撮影したい被検体の部位の関心領域が各ビューまたは一定間隔のビューごとに、チャネル位置またはチャネル方向の開口幅のうちの少なくとも1つをあらかじめ計算して求め、その求められたチャネル位置、チャネル開口幅に合わせてチャネル方向X線コリメータまたはビーム形成X線フィルタのうち、少なくとも1つをフィードフォワード制御するX線データ収集手段を持つことを特徴とするX線CT装置を提供する。
【００４４】
上記第12の観点におけるX線CT装置では、定められた撮影したい関心領域について、各ビュー位置におけるチャネル方向のX線コリメータまたはビーム形成X線フィルタの位置・開口幅があらかじめ求められるため、これにチャネル方向X線コリメータまたはビーム形成X線フィルタをフィードフォワード制御で位置合わせることで、X線照射の最適化が実現できる。
【００４５】
第13の観点では、本発明は、第11の観点のX線CT装置において、各ビューまたは一定間隔のビューごとにX線検出器の出力を見て、チャネル方向X線コリメータまたはビーム形成X線フィルタのうち、少なくとも1つが正しいチャネル方向位置、および正しいチャネル方向開口幅になっているかを測定し、設定値と測定値のずれ量をフィードバック制御するX線データ収集手段を持つことを特徴とするX線CT装置を提供する。
【００４６】
上記第13の観点におけるX線CT装置では、X線検出器の出力を読んでチャネル方向X線コリメータまたはビーム形成X線フィルタの位置がどこに来ているかを確認でき、もし設定位置からチャネル方向X線コリメータまたはビーム形成X線フィルタがもしずれていた場合は、チャネル方向位置の設定値と測定値のずれ量をコリメータコントローラにフィードバック制御をかけ、チャネル方向X線コリメータのより正しい位置に移動でき、精度のよい制御が行なえる。
【００４７】
第14の観点では、本発明は、第12または第13のいずれかの観点のX線CT装置において、スカウトのプロファイル面積あるいは一部のチャネルが欠如していないビューのX線投影データのプロファイル面積の情報を用いて、各ビューのX線投影データのプロファイル面積が一定になるように、チャネル方向の開口幅の外側のチャネルに欠如した、またはS／Nの劣化した一部チャネルのX線投影データを補正して付加する画像再構成手段を持つことを特徴とするX線CT装置を提供する。
【００４８】
上記第14の観点におけるX線CT装置では、撮影したい関心領域の位置、大きさに合わせて、X線コリメータまたはビーム形成X線フィルタの位置制御および開口幅制御を行っている。この時のX線コリメータまたはビーム形成X線フィルタの位置および開口幅の情報を用いて、各ビューのX線投影データのX線プロファイルの付加すべき位置や範囲を決めることができる。X線ビームの照射されていない位置にX線プロファイルを付加して、各ビューの全プロファイル面積が一定になるように補正することで、適正な断層像を画像再構成することができる。
【００４９】
第15の観点では、本発明は、第1から第14までのいずれかの観点のX線CT装置におけるX線CT撮影方法を用いることを特徴としたX線CT透視装置を提供する。
上記第15の観点におけるX線CT透視装置では、チャネル方向X線コリメータやビーム形成X線フィルタにより、関心領域にのみに、または関心領域により多く、X線が照射され、その他の領域にはX線が照射されない、または少量しか照射されないため、X線CT透視において術者が穿刺する際に手のX線被曝を低減することができる。
【００５０】
第16の観点では、本発明は、第15の観点のX線CT透視装置において、チャネル方向X線コリメータまたはビーム形成X線フィルタをチャネル方向の中心部または中心部近傍に固定して、画像再構成領域の中心部を関心領域として被検体の部位の関心領域を画像再構成領域の中心部に合わせて低被曝を実現するX線CT透視装置を提供する。
【００５１】
上記第16の観点におけるX線CT透視装置では、第15の観点に加えて、撮影したい関心領域を全撮影領域の中心部に持ってくることにより、X線コリメータまたはビーム形成X線フィルタの位置制御、開口幅制御の制御量がより少なくなり、より安定して制御できる。
【発明の効果】
【００５２】
本発明のX線CT装置、X線CT透視装置によれば、チャネル方向に投影データが欠如してしまった場合にも投影データを補正して画像再構成を行ない、よりよい画質の断層像を得られるX線CT装置を実現する効果がある。
【００５３】
また、別の効果としては、撮影したい部位の関心領域のみにX線を照射するチャネル方向X線コリメータまたはビーム形成X線フィルタのうち少なくとも1つを設けて、撮影部位の関心領域を追跡（トラッキング）して必要のない領域にはX線を照射しないで、または照射を少なくして断層像撮影を行ない、欠如したまたはS／Nの劣化した部分の投影データは、スカウト像またはチャネル方向のX線投影データの欠如またはS／Nの劣化のない投影データのプロファイル面積を1例とする特徴パラメータから予測して補正し、低被曝撮影を行えるX線CT装置を実現する効果がある。
【００５４】
また、別の効果としては、上記チャネル方向X線コリメータまたはビーム形成X線フィルタによりX線照射領域を制限し、X線CT透視撮影時の穿刺を行う術者の被曝を低減させる、特に術者の手の被曝を低減させるX線CT透視装置を実現する効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５５】
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
図1は、本発明の一実施形態にかかるX線CT装置の構成ブロック図である。このX線CT装置100は、操作コンソール1と、撮影テーブル10と、走査ガントリ20とを具備している。
【００５６】
操作コンソール1は、操作者の入力を受け付ける入力装置2と、画像再構成処理などを実行する中央処理装置3と、走査ガントリ20で取得した投影データを収集するデータ収集バッファ5と、投影データから再構成したCT画像を表示するモニタ6と、プログラムやデータやX線CT画像を記憶する記憶装置7とを具備している。
【００５７】
撮影条件の入力はこの入力装置2から入力され、記憶装置7に記憶される。
撮影テーブル10は、被検体を乗せて走査ガントリ20の開口部に入れ出しするクレードル12を具備している。クレードル12は撮影テーブル10に内蔵するモータで昇降およびテーブル直線移動される。
【００５８】
走査ガントリ20は、X線管21と、X線コントローラ22と、コリメータ23（スライス厚方向コリメータ）と、多列X線検出器24と、DAS（Data Acquisition System）25と、被検体の体軸の回りに回転しているX線管21などを制御する回転部コントローラ26と、制御信号などを前記操作コンソール1や撮影テーブル10とやり取りする制御コントローラ29とを具備している。
【００５９】
図2は、X線管21と多列X線検出器24の幾何学的配置の説明図である。スライス厚方向にはX線はコリメータ23（スライス厚方向コリメータ）で制御され、チャネル方向にはX線はチャネル方向コリメータ31で制御される。スライス方向もチャネル方向もいずれもX線を通さない、もしくは通しにくい材質でできた2本の円柱状、もしくはそれに近い形状の物の回転中心軸を偏心させて回転させることにより、X線開口を制御する。または、X線を通さない、もしくは通しにくい材質でできた2枚の板状のX線遮蔽物をスライス方向、チャネル方向に独立に動かしてX線開口位置・幅を制御する。回転軸の偏心した円柱状のX線遮蔽コリメータの例を図4に、板状のX線遮蔽コリメータの例を図5に示す。またこれらのコリメータ開口位置や開口幅制御の様子を図27，図28及び図29，図30に示す。
【００６０】
また、X線管21の前にはビーム形成X線フィルタ32が存在している。このビーム形成X線フィルタ32は被検体の体表面被曝線量を低減させるために、チャネル方向の中心はフィルタの厚さが最も薄くなっており、X線吸収が少なく、周辺チャネルに行くに従いフィルタの厚さが増してX線吸収が多くなるX線フィルタである。図6にその一例を示す。
【００６１】
X線管21と多列X線検出器24は、回転中心ICの回りを回転する。鉛直方向をy方向とし、水平方向をx方向とし、これらに垂直なテーブル進行方向をz方向とするとき、X線管21および多列X線検出器24の回転平面は、xy面である。また、クレードル12の移動方向は、z方向である。
【００６２】
図2はX線管21と多列X線検出器24の幾何学的配置をxy平面から見た図である。
X線管21は、コーンビームCBと呼ばれるX線ビームを発生する。コーンビームCBの中心軸方向がy方向に平行なときを、ビュー角度0度とする。
【００６３】
多列X線検出器24は、例えば256列の検出器列を有する。また、各検出器列は例えば1024チャネルの検出器チャネルを有する。
図2では、X線管21のX線焦点を出たX線ビームがビーム形成X線フィルタ32により、再構成領域Pの中心ではより多くのX線が、再構成領域Pの周辺部ではより少ないX線が照射されるようにX線線量を空間的に制御した後に、再構成領域Pの内部に存在する被検体にX線が吸収され、透過したX線が多列X線検出器24でX線検出器データとして収集される。
【００６４】
図2では、X線管21のX線焦点を出たX線ビームはX線コリメータ23により断層像のスライス厚方向に制御されて、つまり、回転中心軸ICにおいてX線ビーム幅がDとなるように制御されて、回転中心軸IC近辺に存在する被検体にX線が吸収され、透過したX線は多列X線検出器24でX線検出器データとして収集される。また、チャネル方向コリメータ31はX線ビームの位置、幅をチャネル方向に制御する。
【００６５】
X線が照射されて、収集された投影データは、多列X線検出器24からDAS25でA／D変換され、スリップリング30を経由してデータ収集バッファ5に入力される。データ収集バッファ5に入力されたデータは、記憶装置7のプログラムにより中央処理装置3で処理され、断層像に変換されてモニタ6に表示される。
【００６６】
図3は、X線CT装置100の動作の概略を示すフロー図である。
本発明では、以下について説明する。
（1）検出器の一部が故障した場合の例（実施例1）
（2）金属が存在した場合の例（実施例2）
（3）チャネル方向のコリメータを増設して再構成したいFOVの大きさに応じてチャネル方向コリメータを制御する場合の例。（実施例3）
実施例3の場合のコリメータは遮蔽円筒方式（回転軸偏心円柱状コリメータ方式）（図4）、遮蔽板方式（板状コリメータ方式）（図5）が考えられるが、本発明ではどちらでも可能である。Z方向のコリメータ（スライス厚方向）制御はZチャンネルのデータをDAS25が読んで制御していたが、チャネル方向のコリメータでは、あらかじめ、X線データ収集系の角度β（ビュー角度β）と撮影したい関心領域の位置、大きさより決まってくる多列X線検出器25に入射させるX線の位置を求め、それに基づいてチャネル方向コリメータの開口位置、開口幅をフィードフォワード制御する。また必要に応じて投影データ収集を行なうDAS25の主検出器チャネルの値でチャネル方向のフィード・バック制御を行なう（図7、図8参照）。
【００６７】
DAS制御CPU及び、コリメータ制御用CPUの性能の進歩により、多列X線検出器24データの主検出器チャネルを読んで、チャネル方向コリメータ開口のフィードバック制御計算は充分問題ないと考えられる。または太った患者さんでX線データのSNが確保されない場合は、あらかじめ、撮影視野の位置・大きさで予測されるチャネル方向コリメータ位置に合わせてフィードフォワード制御だけを行なっても良い。
【００６８】
また、この場合のコリメータ動作を制御するパルスモータなどの駆動系も充分な応答速度があると考えられる。
図3による全体の流れでは、実施例1，2，3いずれにおいても、以下の流れで操作する。
【００６９】
ステップP1では、被検体をクレードル12に乗せ、位置合わせを行う。クレードル12の上に乗せられた被検体は各部位の基準点に走査ガントリ20のスライスライト中心位置を合わせる。その後にスカウト像のデータ収集を行なう。スカウト像は通常0度，90度で撮影するが部位によっては例えば頭部のように、90度スカウト像のみの場合もある。スカウト像撮影の詳細については後述する。
【００７０】
ステップP2では、撮影条件を設定した後、スカウト像上において撮影する領域を設定する。通常撮影条件はスカウト像上に撮影する断層像の位置、大きさを表示しながら撮影を行う。この場合に、ヘリカルスキャンまたは可変ピッチヘリカルスキャンまたはコンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャン1回分の全体としてのX線線量情報の表示を行う。また、シネスキャンにおいては、回転数または時間を入れるとその関心領域における入力された回転数分、または入力された時間分のX線線量情報が表示される。
【００７１】
ステップP3では、撮影したい各z位置のプロファイルエリアを求める。
ステップP4では、撮影する関心領域に合わせ、チャネル方向コリメータをチャネル方向に制御する。
【００７２】
ステップP5では、スキャンし、データ収集を行なう。
ステップP6では、投影データの前処理を行ない、スカウトスキャンの各z位置における全プロファイルエリア情報を得て、チャネル方向コリメータでチャネル方向周辺部に欠如している投影データ部分を予測し付加して補正する。
【００７３】
ステップP7では、欠如した部分を付加して補正された投影データを用いて、画像再構成処理および画像表示を行なう。
図9はX線CT装置100の断層像撮影およびスカウト像撮影のデータ収集、処理の概略を示すフロー図である。
【００７４】
ステップS1では、まず、X線管21と多列X線検出器24とを撮影対象の回りに回転させかつクレードル12をテーブルを直線移動させながらヘリカルスキャン動作を行ない、テーブル直線移動位置zと、ビュー角度viewと、検出器列番号jと、チャネル番号iとで表わされる投影データDO（view,j,i）にテーブルz方向位置z table（view）を付加させて投影データを収集する。また、可変ピッチヘリカルスキャンにおいては、ヘリカルスキャンにおいて一定速度の範囲のデータ収集のみならず、加速時、減速時においてもデータ収集を行うものとする。
【００７５】
また、コンベンショナルスキャン（アキシャルスキャン）またはシネスキャンでは撮影テーブル10上のクレードル12をあるz方向位置に固定させたまま、データ収集系を1回転または複数回転させてX線検出器データのデータ収集を行う。必要に応じて、次のz方向位置に移動した後に、再度データ収集系を1回転または複数回転させてX線検出器データのデータ収集を行う。
【００７６】
また、スカウト像撮影では、X線管21と多列X線検出器24とを固定させ、撮影テーブル10上のクレードル12を直線移動させながらX線検出器データのデータ収集動作を行うものとする。
【００７７】
ステップS2では、投影データDO(view,j,i)に対して前処理を行ない、投影データに変換する。前処理は図10のようにステップS21オフセット補正，ステップS22対数変換，ステップS23Ｘ線線量補正，ステップS24感度補正からなる。
【００７８】
スカウト像撮影の場合は、前処理されたX線検出器データをチャネル方向の画素サイズおよびクレードル直線移動方向であるz方向の画素サイズをモニタ6の表示画素サイズに合わせて表示すればスカウト像として完成である。
【００７９】
ステップS3では、欠如した投影データ、またはS／Nの劣化した投影データを補正する処理である。
ステップS3では、下記のように実施例1，2，3について、図17，図18、図19-図21で説明する。
【実施例１】
【００８０】
図17のように、検出器の一部が故障した場合は、故障したチャネル数が少ない場合は、プロファイル面積に与える影響は少ないため、下記のような簡単な補正で済ませても充分である。
【００８１】
投影データをd（i，j，k）とすると、（ただし i ： チャネル，j ： ビュー，k ： 列）ある閾値Th1に対し
【００８２】
【数１】
2007135658.tif 000003
であれば、そのiチャネルは故障していると考えられる。
故障しているチャネルが i1〜in とすると、i1−1チャネルと in＋1チャネルのデータで補間を行なう。ただし、m＝0〜n−1とする。
【００８３】
【数２】
2007135658.tif 000004
【実施例２】
【００８４】
図18のように金属が存在し金属アーチファクトが起きた場合は、金属の投影データを除去し予測される投影データを入れる。この場合の予測される投影データ値としては、充分に滑らかな投影データで、その後の画像再構成計算でオーバーフローしない金属の投影データとして充分大きい値であれば良い。
【実施例３】
【００８５】
図19-図21のように、チャネル方向X線コリメータで撮影したい部位以外のX線を遮蔽された場合、遮蔽された部分の投影データを予測する必要がある。
チャネル方向X線コリメータのフィードフォワード制御を図22のフローチャートで説明する。
【００８６】
ステップC1では、図23で示すように、X線管21，多列X線検出器24，DAS25から構成されるX線データ収集系の角度β(ビュー角度β)と、撮影関心領域（例えば中心（xo，yo）、半径Rの円形関心領域）の大きさと位置により、X線を照射すべき多列X線検出器24上の角度範囲（最小照射チャネルγminから最大照射チャネルγmaxまで）またはチャネル範囲を計算して求める。
【００８７】
ここで、
【数３】
2007135658.tif 000005
ステップC2では、チャネル方向コリメータ（偏心円柱コリメータでも遮蔽枚状コリメータでも良い）最小照射チャネルγminから最大照射チャネルγmaxまで開く。
【００８８】
ステップC3では、計画された撮影のスキャンの全ビュー分のチャネル方向コリメータ制御ならびにデータ収集が終了したか確認する。
なお、上記における最小照射チャネルγmin，最大照射チャネルγmaxとX線管21，多列X線検出器24，DAS25から構成されるデータ収集系とチャネル方向コリメータの関係を図23に示す。
【００８９】
また、ビュー角度0度の時の撮影関心領域と最小照射チャネルと最大照射チャネルの関係は図24に示す説明のように以下の通りである。
例えば円形の撮影関心領域の位置を（xo，yo）、半径をRとし、ビュー角度0度、つまりX線焦点が（0，FCD）にある場合、以下のようになる。（ただし、FCD：Focus Center Distance X線焦点回転中心距離とする）
すなわち、
【００９０】
【数４】
2007135658.tif 000006
よって、
【００９１】
【数５】
2007135658.tif 000007
また、ビュー角度βの時の撮影関心領域と最小照射チャネルと最大照射チャネルの関係は図25の説明のように以下の通りである。
【００９２】
例えば円形の撮影関心領域の位置を（xo，yo）半径をRとし、ビュー角度0度、つまりX線焦点が（FCD・sinβ，FCD・cosβ）にある場合、以下のようになる。（ただし、FCD：Focus Center Distance X線焦点回転中心距離とする）
すなわち、
【００９３】
【数６】
2007135658.tif 000008
よって、
【００９４】
【数７】
2007135658.tif 000009
また、次にチャネル方向X線コリメータのフィードバック制御を図26に示す。
【００９５】
ステップC1では、図22のステップC1と同様に、X線管21，多列X線検出器24，DAS25から構成されるX線データ収集系の角度β(ビュー角度β)と、撮影関心領域（例えば中心（xo，yo）半径Rの円形関心領域）の大きさと位置により、X線を照射すべき多列X線検出器24上の角度範囲（最小照射チャネルγminから、最大照射チャネルγmaxまで）またはチャネル範囲を計算して求める。
【００９６】
ステップC2では、図22のステップC2と同様に、チャネル方向コリメータ（偏心円柱コリメータでも遮蔽枚状コリメータでも良い）最小照射チャネルγminから最大照射チャネルγmaxまで開く。
【００９７】
ステップC3では、DAS25のデータを見てX線の照射されたデータの範囲を求める。ChminからChmaxまでがX線の照射されたデータ入力範囲だとすると、これがステップC1で求めた最小照射チャネルγmin，最大照射チャネルγmaxに相当するか確認する。
【００９８】
もし、±εの微小な誤差の範囲であれば良しとするが、この誤差範囲を超えていた場合は、ステップC4に行く。
ステップC4では、γmin−Chmin・Chang＝Δγmin，γmax−Chmax・Chang＝Δγmax
として補正量Δγmin，Δγmaxを制御量に加える。この後、ステップC5に行く。
【００９９】
ステップC5では、DAS25のデータ入力を行い、チャネル方向範囲ChminからChmaxまで、つまりチャネル角度範囲γminからγmaxまでを関心領域とし、非関心領域の投影データをデータ圧縮しながらデータ収集を行う。
【０１００】
ステップC6では、データ圧縮された投影データを欠如した投影データを補正しつつ、データ復元し、画像再構成を行う。
ステップC7では、全ビューのデータ収集終了か否かを確認し、終了していなければステップC1に戻り、チャネル方向コリメータ制御ならびにデータ収集を続ける。
【０１０１】
この場合は、プロファイル面積およびそのプロファイルのチャネル方向の幅から楕円近似を行なう。図２０，図21に示すように、楕円近似したプロファイルと撮影したい領域の位置関係から、ｉスライス目における各方向の遮蔽されたX線データで、撮影したい部位の左側、右側に付加される投影データSil，Sirがわかる。このSil，Sirを投影データの左右につけて画像再構成することで、よりよい画質の断層像が得られる。
【０１０２】
ステップS4では、前処理後に投影データ補正した投影データD1(view,j,i)に対して、ビームハードニング補正を行なう。ビームハードニング補正S4では前処理S2の感度補正S24が行なわれた投影データをD1(view,j,i)とし、ビームハードニング補正S4の後のデータをD11(view,j,i)とすると、ビームハードニング補正S4は以下のように、例えば多項式形式で表わされる。
【０１０３】
【数８】
2007135658.tif 000010
この時、検出器の各j列ごとに独立したビームハードニング補正を行なえるため、撮影条件で各データ収集系の管電圧が異なっていれば、各列ごとの検出器の特性の違いを補正できる。
【０１０４】
ステップS5では、ビームハードニング補正された投影データD11(view,j,i)に対して、z方向(列方向)のフィルタをかけるzフィルタ重畳処理を行なう。
すなわち、各ビュー角度、各データ収集系における前処理後、ビームハードニング補正された多列X線検出器のデータD11(view,j,i)  （i＝1〜CH, j＝1〜ROW) のデータに対し、列方向に例えば下記のような列方向フィルタサイズが5列のフィルタをかける。
【０１０５】
【数９】
2007135658.tif 000011
補正された検出器データD12(view,j,i)は以下のようになる。
【０１０６】
【数１０】
2007135658.tif 000012
となる。なお、チャネルの最大値はCH， 列の最大値はROWとすると、
以下のようになる。
【０１０７】
【数１１】
2007135658.tif 000013
また、列方向フィルタ係数を各チャネルごとに変化させると画像再構成中心からの距離に応じてスライス厚を制御できる。一般的に断層像では再構成中心に比べ周辺部の方がスライス厚が厚くなるので、列方向フィルタ係数を中心部と周辺部で変化させて、列方向フィルタ係数を中心部チャネル近辺では列方向フィルタ係数の幅を広く変化させると、周辺部チャネル近辺では列方向フィルタ係数の幅をせまく変化させると、スライス厚は周辺部でも画像再構成中心部でも一様に近くすることもできる。
【０１０８】
このように、多列X線検出器24の中心部チャネルと周辺部チャネルの列方向フィルタ係数を制御してやることにより、スライス厚も中心部と周辺部で制御できる。列方向フィルタでスライス厚を弱干厚くすると、アーチファクト、ノイズともに大幅に改善される。これによりアーチファクト改善具合、ノイズ改善具合も制御できる。つまり、3次元画像再構成された断層像つまり、xy平面内の画質が制御できる。また、その他の実施例として列方向（z方向）フィルタ係数を逆重畳（デコンボリューション）フィルタにすることにより、薄いスライス厚の断層像を実現することもできる。
【０１０９】
また、必要に応じてファンビームのX線投影データを平行ビームのX線投影データに変換する。
ステップS6では、再構成関数重畳処理を行う。すなわち、フーリエ変換し、再構成関数を掛け、逆フーリエ変換する。再構成関数重畳処理S6では、zフィルタ重畳処理後のデータをD12とし、再構成関数重畳処理後のデータをD13、重畳する再構成関数をKernel（j）とすると、再構成関数重畳処理は以下のように表わされる。
【０１１０】
【数１２】
2007135658.tif 000014
つまり、再構成関数kernel（j）は検出器の各j列ごとに独立した再構成関数重畳処理を行なえるため、各列ごとのノイズ特性、  分解能特性の違いを補正できる。
【０１１１】
ステップS7では、再構成関数重畳処理した投影データD13(view,j,i)に対して、3次元逆投影処理を行い、逆投影データD3(x,y)を求める。画像再構成される画像はz軸に垂直な面、xy平面に3次元画像再構成される。以下の再構成領域Pはxy平面に平行なものとする。この3次元逆投影処理については後述する。
【０１１２】
ステップS8では、逆投影データD3(x,y,z)に対して画像フィルタ重畳、CT値変換などの後処理を行い、断層像D31（x,y）を得る。
後処理の画像フィルタ重畳処理では、3次元逆投影後のデータをD31（x, y, z）とし、画像フィルタ重畳後のデータをD32（x, y, z）、画像フィルタをFilter（z）とすると、
【０１１３】
【数１３】
2007135658.tif 000015
つまり、検出器の各j列ごとに独立した画像フィルタ重畳処理を行なえるため、各列ごとのノイズ特性、分解能特性の違いを補正できる。
【０１１４】
得られた断層像はモニタ6に表示される。
図11は、3次元逆投影処理（図9のステップS7）の詳細を示すフロー図である。
本実施例では、画像再構成される画像はz軸に垂直な面、xy平面に3次元画像再構成される。以下の再構成領域Pはxy平面に平行なものとする。
【０１１５】
ステップS71では、断層像の画像再構成に必要な全ビュー（すなわち、360度分のビュー又は「180度分＋ファン角度分」のビュー）中の一つのビューに着目し、再構成領域Pの各画素に対応する投影データDrを抽出する。
【０１１６】
図12（a）（b）に示すように、xy平面に平行な512×512画素の正方形の領域を再構成領域Pとし、y＝0のx軸に平行な画素列L0，y＝63の画素列L63，y＝127の画素列L127，y＝191の画素列L191，y＝255の画素列L255，y＝319の画素列L319，y＝383の画素列L383，y＝447の画素列L447，y＝511の画素列L511を列にとると、これらの画素列L0〜L511をX線透過方向に多列X線検出器24の面に投影した図13に示す如きラインT0〜T511上の投影データを抽出すれば、それらが画素列L0〜L511の投影データDr(view，x，y)となる。ただし、x，yは断層像の各画素（x，y）に対応する。
【０１１７】
X線透過方向は、X線管21のX線焦点と各画素と多列X線検出器24との幾何学的位置によって決まるが、投影データD0(view,j,i)のz座標z（view）がテーブル直線移動z方向位置Ztable（view）として投影データに添付されていて判っているため、加速・減速中の投影データD0(view,j,i)でもX線焦点、多列X線検出器のデータ収集幾何学系の中において、X線透過方向を正確に求めることができる。
【０１１８】
なお、例えば画素列L0をX線透過方向に多列X線検出器24の面に投影したラインT0のように、ラインの一部が多列X線検出器24の面外に出た場合は、対応する投影データDrを「0」にする。また、z方向の外に出た場合は投影データDr(view，x，y)を補外して求める。
【０１１９】
このようにして、図14に示すように、再構成領域Pの各画素に対応する投影データDr（view，x，y）を抽出できる。
図11に戻り、ステップS72では、投影データDr（view，x，y）にコーンビーム再構成荷重係数を乗算し、図15に示す如き投影データD2（view，x，y）を作成する。
【０１２０】
ここで、コーンビーム再構成加重係数w（i,j）は以下の通りである。ファンビーム画像再構成の場合は、一般に、view＝βaでX線管21の焦点と再構成領域P上（xy平面上）の画素g(x,y)とを結ぶ直線がX線ビームの中心軸Bcに対してなす角度をγとし、その対向ビューをview＝βbとするとき、以下のようになる。
【０１２１】
【数１４】
2007135658.tif 000016
再構成領域P上の画素g(x,y)を通るX線ビームとその対向X線ビームが再構成平面Pとなす角度を、αa，αbとすると、これらに依存したコーンビーム再構成加重係数ωa，ωbを掛けて加算し、逆投影画素データD2（0,x,y）を求める。この場合、以下の式のようになる。
【０１２２】
【数１５】
2007135658.tif 000017
なお、コーンビーム再構成加重係数の対向ビーム同士の和は、
【０１２３】
【数１６】
2007135658.tif 000018
コーンビーム再構成加重係数ωa，ωbを掛けて加算することにより、コーン角アーチファクトを低減することが出来る。
【０１２４】
例えば、コーンビーム再構成加重係数ωa，ωbは、次式により求めたものを用いることができる。なお、gaはビューβaの加重係数、gbはビューβbの加重係数である。
ファンビーム角の1／2をγmaxとするとき、以下のようになる。
【０１２５】
【数１７】
2007135658.tif 000019
例えば、ga，gbの1例として、max[  ]を値の大きい方を採る関数とすると、以下のようになる。
【０１２６】
【数１８】
2007135658.tif 000020
また、ファンビーム画像再構成の場合は、更に距離係数を再構成領域P上の各画素に乗算する。距離係数はX線管21の焦点から投影データDrに対応する多列X線検出器24の検出器列j，チャネルiまでの距離をr0とし、X線管21の焦点から投影データDrに対応する再構成領域P上の画素までの距離をr1とするとき、（r1／r0）2である。
【０１２７】
また、平行ビーム画像再構成の場合は、再構成領域P上の各画素にコーンビーム再構成加重係数w（i，j）のみを乗算すればよい。
ステップS73では、図16に示すように、予めクリアしておいた逆投影データD3(x，y)に、投影データD2（view，x，y）を画素対応に加算する。
【０１２８】
ステップS74では、CT画像の再構成に必要な全ビュー（すなわち、360度分のビュー又は「180度分＋ファン角度分」のビュー）について、ステップS61〜S63を繰り返し、図16に示すように、逆投影データD3（x，y）を得る。
【０１２９】
なお、図12（c）（d）に示すように、再構成領域Pを円形の領域としてもよい。
【実施例４】
【０１３０】
本実施例3では、チャネル方向X線コリメータ31を用いて説明をしたが、図31に示すようにビーム形成X線フィルタ32を用いても同様な効果を出すことができる。
図31にはビーム形成X線フィルタの通常位置、つまりチャネル方向の移動量が0の時を示している。
【０１３１】
図32，図33はビーム形成X線フィルタの移動量がΔd1，Δd2の場合を示している。この場合、関心領域の中心とX線焦点を結ぶ直線が、ビーム形成X線フィルタ32のX線透過経路が最も短い直線に重なるように制御すればよい。
これを重ねるには、
【０１３２】
【数１９】
2007135658.tif 000021
X線焦点とビーム形成フィルタまでの距離を図31のようにDとすると以下のようになる。
【０１３３】
【数２０】
2007135658.tif 000022
【実施例５】
【０１３４】
本発明をX線CT透視装置に用いた場合を図34に示す。まずステップS1において、全体の断層像を撮影する。
次にステップS2において、ステップS1で撮影された断層像上に撮影を続けたい関心領域を設定する。この関心領域の設定の際には走査ガントリ20のはいっているスキャンルームにいる術者が、その手元にあるX線CT透視用操作パネル33を用いて、関心領域の設定を行なう。
【０１３５】
次にステップS3において、チャネル方向コリメータ31または形状X線コリメータ32が関心領域または、その中心をチャネル方向に追跡しながら関心領域にX線照射を行い、関心領域の投影データを収集する。
【０１３６】
次にステップS4において、図3に示すような全体のプロファイルエリアに基づいた投影データの補正を行い、補正された投影データを画像再構成する。
次にステップS5において、関心領域の変更が必要か否かをチェックを行う。
【０１３７】
次にステップS6において、X線透視撮影終了か否かをチェックする。
以上のX線CT装置100において、本発明のX線CT装置、またはX線CT撮影方法によれば、チャネル方向X線コリメータにより、従来の多列X線検出器、X線CT装置または、フラットパネルX線CT装置に比べ、被検体のX線被曝を低減できる効果がある。
【０１３８】
なお、画像再構成法は、従来公知のフェルドカンプ法による3次元画像再構成法でもよい。さらに、他の3次元画像再構成方法でもよい。また、3次元画像再構成でなく従来の2次元画像再構成でも同様の効果は出せる。
【０１３９】
また、本実施例では、各列ごとに係数の異なった列方向（z方向）フィルタを重畳しているが、列方向（z方向）フィルタはなくても同様の効果は出せる。
また、本実施例では多列X線検出器のX線CT装置を用いているが、1列のX線検出器のX線CT装置でも同様の効果は出せる。
【図面の簡単な説明】
【０１４０】
【図１】本発明の一実施形態にかかるX線CT装置を示すブロック図である。
【図２】X線発生装置（X線管）および多列X線検出器の回転を示す説明図である。
【図３】本発明の欠如したまたはS／Nの劣化した投影データの補正方法のフロー図である。
【図４】チャネル方向コリメータ（回転軸偏心円柱方式）を示す図である。
【図５】チャネル方向コリメータ（遮蔽板方式）を示す図である。
【図６】ビーム形成X線フィルタの例を示す図である。
【図７】チャネル方向コリメータ制御を示す図である。
【図８】チャネル方向コリメータ制御を示す図である。
【図９】本発明の一実施例におけるデータ収集画像再構成の処理の流れを示す図である。
【図１０】前処理の詳細を示すフロー図である。
【図１１】3次元画像再構成処理の詳細を示すフロー図である。
【図１２】再構成領域上のラインをＸ線透過方向へ投影する状態を示す概念図である。
【図１３】検出器器面に投影したラインを示す概念図である。
【図１４】投影データDr（view，x，y）を再構成領域上に投影した状態を示す概念図である。
【図１５】再構成領域上の各画素の逆投影画素データD2を示す概念図である。
【図１６】逆投影画素データD2を画素対応に全ビュー加算して逆投影データD3を得る状態を示す説明図である。
【図１７】検出器の一部が故障した場合の投影データの補正方法を示す説明図である。
【図１８】金属が存在し金属アーチファクトが起きた場合の投影データの補正方法を示す説明図である。
【図１９】関心領域と非関心領域を示す図である。
【図２０】欠如した投影データの予測を示す図である。
【図２１】チャネル方向X線コリメータにより欠如した投影データの付加を示す図である。
【図２２】チャネル方向コリメータのフィードフォワード制御を示す図である。
【図２３】ビュー角度＝0度の時の撮影関心領域と照射チャネル範囲の説明図である。
【図２４】ビュー角度＝0度の時の撮影関心領域と照射最小チャネルと照射最大チャネルの説明図である。
【図２５】ビュー角度βの時の撮影関心領域と照射最小チャネルと照射最大チャネルの説明図である。
【図２６】チャネル方向コリメータのフィードバック制御を示す図である。
【図２７】X線ビームが広い場合の回転軸の偏心した円柱状コリメータによるX線円開口の制御を示す図である。
【図２８】X線ビームが狭い場合の回転軸の偏心した円柱状コリメータによるX線円開口の制御を示す図である。
【図２９】X線ビームが広い場合の板状コリメータによるX線円開口の制御示す図である。
【図３０】X線ビームが狭い場合の板状コリメータによるX線円開口の制御を示す図である。
【図３１】ビーム形成X線フィルタ32通常位置を示す図である。
【図３２】ビーム形成X線フィルタ32位置制御（その1）を示す図である。
【図３３】ビーム形成X線フィルタ32位置制御（その2）を示す図である。
【図３４】X線CT透視装置における実施例（実施例5）のフロー図である。
【符号の説明】
【０１４１】
１               操作コンソール
２               入力装置
３               中央処理装置
５               データ収集バッファ
６               モニタ
７               記憶装置
１０             撮影テーブル
１２             クレードル
１５             回転部
２０             走査ガントリ
２１             Ｘ線管
２２             Ｘ線コントローラ
２３             コリメータ（スライス厚方向コリメータ）
２４             多列Ｘ線検出器
２５             ＤＡＳ（データ収集装置）
２６             回転部コントローラ
２９             制御コントローラ
３０             スリップリング
３１             チャネル方向コリメータ
３２             ビーム形成X線フィルタ
３３             X線透視用操作パネル
ｄＰ             X線検出器面
Ｐ               再構成領域
ＰＰ             投影面
IC               回転中心(ISO)
【図１】
2007135658.tif 000023
【図２】
2007135658.tif 000024
【図３】
2007135658.tif 000025
【図４】
2007135658.tif 000026
【図５】
2007135658.tif 000027
【図６】
2007135658.tif 000028
【図７】
2007135658.tif 000029
【図８】
2007135658.tif 000030
【図９】
2007135658.tif 000031
【図１０】
2007135658.tif 000032
【図１１】
2007135658.tif 000033
【図１２】
2007135658.tif 000034
【図１３】
2007135658.tif 000035
【図１４】
2007135658.tif 000036
【図１５】
2007135658.tif 000037
【図１６】
2007135658.tif 000038
【図１７】
2007135658.tif 000039
【図１８】
2007135658.tif 000040
【図１９】
2007135658.tif 000041
【図２０】
2007135658.tif 000042
【図２１】
2007135658.tif 000043
【図２２】
2007135658.tif 000044
【図２３】
2007135658.tif 000045
【図２４】
2007135658.tif 000046
【図２５】
2007135658.tif 000047
【図２６】
2007135658.tif 000048
【図２７】
2007135658.tif 000049
【図２８】
2007135658.tif 000050
【図２９】
2007135658.tif 000051
【図３０】
2007135658.tif 000052
【図３１】
2007135658.tif 000053
【図３２】
2007135658.tif 000054
【図３３】
2007135658.tif 000055
【図３４】
2007135658.tif 000056